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JP7664932B2 - Air purification and sterilization unit - Google Patents
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Description

[0001]従来、環境空気を処理し、空気中の粒子を除去するシステムとして、高効率微粒子空気(HEPA)濾過システムがある。これらのシステムは、フィルタを通過する空気中の0.3μm以上の直径を有する粒子の99.97%を除去する能力など、特定のHEPA要件を満たすことが要求されるフィルタを利用する。HEPA濾過システムは、空気中の粒子を除去するのに有効であるが、フィルタが時間と共に目詰まりし、継続的な監視と交換が必要になるなど、濾過システムに共通するあらゆる制限を受ける。また、濾過に基づくシステムでは、化学物質を不活性化したり、不要なガスを除去したり、臭いの元となる小さな分子を除去することもできない。更に、HEPA濾過システムは、いくつかの空気中の汚染物質を除去することができるが、近傍の表面汚染物質を処理することはできない。 [0001] Traditionally, high efficiency particulate air (HEPA) filtration systems have been used to treat environmental air and remove airborne particles. These systems utilize filters that are required to meet certain HEPA requirements, such as the ability to remove 99.97% of particles with diameters of 0.3 μm or greater from the air that passes through the filter. Although HEPA filtration systems are effective at removing airborne particles, they suffer from all the limitations common to filtration systems, such as filters becoming clogged over time and requiring constant monitoring and replacement. Additionally, filtration-based systems cannot inactivate chemicals, remove unwanted gases, or remove small molecules that cause odors. Furthermore, while HEPA filtration systems can remove some airborne contaminants, they cannot treat nearby surface contaminants.

[0002]他のシステムは、活性炭フィルタ又は静電フィルタを利用することができる。これらは、汚染物質を捕捉する能力を高め、濾過の効果性を向上させるために利用され得るが、濾過ベースのシステムに共通する、フィルタ交換、経時的なフィルタ性能の劣化、及び表面汚染物質の処理不能といった上述の制限を依然として伴う。 [0002] Other systems may utilize activated carbon filters or electrostatic filters, which may be utilized to increase the ability to capture contaminants and improve the effectiveness of filtration, but still suffer from the aforementioned limitations common to filtration-based systems, such as filter replacement, degradation of filter performance over time, and an inability to treat surface contaminants.

[0003]一般に「イオナイザ」と呼ばれる他の空気浄化システムは、周囲の空気にマイナスイオンを放出するように設計されている。これらのイオンは、花粉及び埃のような正に帯電した汚染物質とくっつく。すると、汚染物質が重くなることで落下しやすくなったり、集塵板に捕捉されやすくなったりする。しかし、汚染物質の多くは破壊又は除去されるのではなく、床や壁に移動するだけなので、マイナスイオンが消滅又は解離した後に再び空気中に出てくることがある。集塵板を使用する場合は、他の濾過システムと同様に定期的に洗浄や交換を行う必要がある。 [0003] Other air purification systems, commonly called "ionizers," are designed to emit negative ions into the surrounding air. These ions attach to positively charged pollutants such as pollen and dust, making them heavier and more likely to fall or be captured by collection plates. However, many of the pollutants are not destroyed or removed, but simply migrate to floors or walls, where they may re-enter the air after the negative ions have disappeared or dissociated. If collection plates are used, they must be cleaned and replaced periodically, just like any other filtration system.

[0004]他の空気浄化システムは、空気中の汚染物質を不活性化及び/又は分解するために、紫外線(UV)放射を使用するように設計されている。これらのシステムは、UV殺菌照射又はUVGI空気清浄機と呼ばれることがある。UV光は通常、短波長のUV光(UV-C光)に調整されている。動作中、空気はシステムを通って1つ又は複数のUVランプを通過し、UV光で通過する空気を直接殺菌することを意図している。UVGIシステムは、通過する汚染物質をすべて捕捉/濾過するのではなく、一部の汚染物質を破壊することが可能であるが、限界がある。細菌やカビなどの汚染物質の多く、特に芽胞は、短時間のUV光照射では汚染物質を効果的に破壊することはできない。また、一部の揮発性有機化合物(VOC)は、UVエネルギーに対して耐性があるか、又はより悪いことに、UV光と反応し、それらをより有害にする、又は近くの個体に暴露させるような場合がある。 [0004] Other air purification systems are designed to use ultraviolet (UV) radiation to inactivate and/or break down airborne contaminants. These systems are sometimes referred to as UV germicidal irradiation or UVGI air purifiers. The UV light is usually tuned to short wavelength UV light (UV-C light). In operation, air passes through the system and one or more UV lamps, which are intended to directly sterilize the air passing through with UV light. UVGI systems are capable of destroying some contaminants rather than capturing/filtering all of the contaminants that pass through, but they have limitations. Many contaminants, such as bacteria and mold, especially spores, cannot be effectively destroyed by short periods of UV light exposure. Also, some volatile organic compounds (VOCs) may be resistant to UV energy or, worse, may react with UV light, making them more harmful or exposing nearby individuals.

[0005]光触媒酸化(PCO)空気清浄機は、UV光を利用する点で、UV空気浄化システムに幾分類似している。しかし、PCOシステムは、通過する汚染物質と直接相互作用するためにUV光を使用するのではなく、UV光を触媒材料に照射する。環境空気中の水分子は、UV光及び触媒と反応して、ヒドロキシルラジカルなどの様々な酸化剤を生成する。酸化剤は、有機分子の汚染物質を攻撃し、有害性の低い物質に分解することができる。 [0005] Photocatalytic oxidation (PCO) air purifiers are somewhat similar to UV air purification systems in that they utilize UV light. However, rather than using UV light to directly interact with passing pollutants, PCO systems shine the UV light onto a catalytic material. Water molecules in the ambient air react with the UV light and catalyst to produce various oxidants, such as hydroxyl radicals. The oxidants can attack organic molecular pollutants and break them down into less harmful substances.

[0006]したがって、PCOシステムは、汚染物質を捕捉するのではなく、処理された環境から汚染物質を破壊し除去することが可能である。しかしながら、従来のPCOシステムにはいくつかの制限がある。例えば、生成された酸化剤が空気と混合して空気中の汚染物質と接触するために、通過する空気を触媒に十分に近づけなければならない。理想的には、酸化剤が近くの表面に到達して表面の汚染物質の処理も行うことができるように、生成された酸化剤の一部は、触媒とUVランプを越えて通過し続けるべきである。 [0006] Thus, rather than trapping contaminants, PCO systems are capable of destroying and removing contaminants from the treated environment. However, conventional PCO systems have some limitations. For example, the passing air must be close enough to the catalyst so that the generated oxidant can mix with the air and come into contact with airborne contaminants. Ideally, some of the generated oxidant should continue to pass beyond the catalyst and UV lamps so that it can reach nearby surfaces and treat surface contaminants as well.

[0007]したがって、触媒材料とUVアセンブリとを互いに対して、及び空気流路に対してどこに配置するかについて、いくつかの設計上の決定を行わなければならない。通過する空気と触媒材料との接触が不十分な場合、又は触媒材料への照射が不十分な場合、酸化剤の生成が減少し、酸化剤と空気との混合が悪くなり、又はその両方が起こり、最終的に汚染物質の最適でない処理に至ることになる。一方、触媒と空気流路との間及び/又はUVアセンブリと空気流路との間の過剰な接触は、空気流を不必要に制限することがあり、これは、システムを実行するのに必要な動作電力需要を増加させ、及び/又はシステムを通る体積空気流を減少させることがある。減少した空気流は、システムの処理効果を妨げ、対象となる環境を清浄化するのにかかる時間を増加させ、及び/又は、システムが表面汚染物質を処理できる触媒を非常に大きく超えて酸化剤を放出する能力を妨げる可能性がある。 [0007] Thus, several design decisions must be made regarding where to place the catalytic material and the UV assembly relative to each other and relative to the air flow path. Insufficient contact between the passing air and the catalytic material, or insufficient irradiation of the catalytic material, can result in reduced oxidant production, poor mixing of the oxidant with the air, or both, ultimately leading to suboptimal treatment of the contaminants. On the other hand, excessive contact between the catalyst and the air flow path and/or between the UV assembly and the air flow path can unnecessarily restrict airflow, which can increase the operating power demands required to run the system and/or reduce the volumetric airflow through the system. The reduced airflow can hinder the treatment effectiveness of the system, increase the time it takes to clean the target environment, and/or hinder the ability of the system to release oxidant far beyond the catalyst to treat surface contaminants.

[0008]そのため、PCOベースの空気浄化システムの改良に対するニーズが継続的に存在する。効果的な空気浄化ユニットは、周囲の空気の処理と浄化を容易に行うことができるものでなければならない。 [0008] Thus, there is a continuing need for improvements in PCO-based air purification systems. An effective air purification unit must be able to easily treat and purify the surrounding air.

[0009]本発明の様々な目的、特徴、特質、及び利点は、添付の図面及び添付の請求項(これらはすべて本明細書の一部を構成する)と共に考慮した、以下の実施形態の説明から明らかになり、より容易に理解されるであろう。図面では、様々な図において対応する又は類似の部品を指定するために、同様の参照符号が利用される場合があり、描かれた様々な要素は、必ずしも縮尺通りに描かれていない。 [0009] Various objects, features, attributes, and advantages of the present invention will become apparent and will be more readily understood from the following description of embodiments considered in conjunction with the accompanying drawings and the appended claims, all of which form a part of this specification. In the drawings, like reference numerals may be utilized to designate corresponding or similar parts in the various views, and the various depicted elements are not necessarily drawn to scale.

[0010]例示的な空気浄化装置の斜視図である。[0010] FIG. 1 is a perspective view of an exemplary air purification device. [0011]装置の特定の内部特徴を説明するためにアクセスドアが開いた位置にある図1の空気浄化装置を示す図である。[0011] FIG. 2 illustrates the air purification device of FIG. 1 with the access door in an open position to illustrate certain internal features of the device. [0012]装置の追加の内部特徴を説明するために内部パネルが取り外された図2の空気浄化装置を示す図である。[0012] FIG. 3 illustrates the air purification device of FIG. 2 with an interior panel removed to illustrate additional internal features of the device. [0013]空気浄化装置のPCOユニット及びファンアセンブリを示す図である。[0013] FIG. 1 illustrates a PCO unit and fan assembly of an air purifier. [0014]PCOユニットの詳細を示す図である。[0014] FIG. 1 illustrates details of a PCO unit. [0015]PCOユニットの特定の内部特徴をより良く示すために除去された部分を有するPCOユニットを更に示す図である。[0015] FIG. 2 further illustrates a PCO unit with portions removed to better show certain internal features of the PCO unit.

概論
[0016]例示的な空気浄化装置を本明細書で説明する。一実施形態では、空気浄化装置は、PCOユニット及びファンアセンブリを収容するためのハウジングを含む。装置は、HEPAフィルタなどのフィルタを保持するためのフィルタ区画を任意に含むこともできる。以下により詳細に説明するように、空気浄化装置は、対象となる室内環境における空気の効果的な浄化及び衛生を提供するように構成される。
Overview
[0016] An exemplary air purification device is described herein. In one embodiment, the air purification device includes a housing for housing a PCO unit and a fan assembly. The device may also optionally include a filter compartment for holding a filter, such as a HEPA filter. As described in more detail below, the air purification device is configured to provide effective purification and sanitation of air in a targeted indoor environment.

[0017]本明細書に記載の空気浄化装置は、病室、救急室、手術室、医院、検査室、回復室、保育室などの医療環境における空気の浄化及び除菌に特に有益であると考えられる。したがって、本明細書に記載の空気浄化ユニットは、院内感染の発生を有益に低減又は防止し得る。HEPA濾過とPCO活動の組み合わせは、汚染物質を(濾過を介して)除去し、残りの汚染物質/病原体を(PCOユニットによって生成される酸化剤を介して)破壊/死滅させるように働く。カーボンフィルタ及び/又はイオナイザも任意に追加して、空気浄化効果を更に高めることができる。 [0017] The air purification devices described herein are believed to be particularly beneficial for purifying and disinfecting air in healthcare environments such as hospital rooms, emergency rooms, operating rooms, doctor's offices, exam rooms, recovery rooms, nurseries, and the like. Thus, the air purification units described herein may beneficially reduce or prevent the occurrence of hospital acquired infections. The combination of HEPA filtration and PCO activity serves to remove contaminants (via filtration) and destroy/kill remaining contaminants/pathogens (via oxidizers generated by the PCO unit). Optionally, carbon filters and/or ionizers may also be added to further enhance the air purification effect.

[0018]位置語「上」、「下」、「右」、「左」、「前」、「後ろ」「前方」、「後方」、「縦」、「水平」、「横」などは、本明細書に記載した空気浄化装置の異なる構成要素の相対位置を説明する際に便宜的に使用される。しかしながら、PCOユニットを含む装置100の構成要素の動作は、必ずしも向きに依存せず、したがって、いくつかの用途では、「下」側が必ずしも重力方向に向く必要はなく、PCOユニットの長手方向軸は、例えば、地面に対して必ずしも直交する必要はないことが理解されよう。 [0018] The positional terms "up", "down", "right", "left", "front", "back", "forward", "rear", "vertical", "horizontal", "sideways", etc. are used for convenience in describing the relative positions of different components of the air purification device described herein. However, it will be appreciated that the operation of the components of device 100, including the PCO unit, is not necessarily orientation dependent, and thus in some applications the "down" side need not necessarily point in the direction of gravity, and the longitudinal axis of the PCO unit, for example, need not necessarily be perpendicular to the ground.

[0019]本明細書に記載された実施形態は、従来のシステム又は同じ構造的特徴及び/又は最適化を有しないシステムと比較して、強化された全体的性能を提供することも可能である。本明細書で使用される「強化された総合性能」という用語は、同じ特徴及び/又は最適化を有しない装置と比較して、電力ベース(例えば、装置によって使用されるワット当たり)、体積ベース(例えば、装置によって取り込まれるcm当たり)、又はその両方で、所定の部屋/環境から汚染物質をより良く除去できる能力を意味する。 [0019] The embodiments described herein may also provide enhanced overall performance as compared to conventional systems or systems that do not have the same structural features and/or optimizations. As used herein, the term "enhanced overall performance" refers to the ability to better remove contaminants from a given room/environment on a power basis (e.g., per watt used by the device), volumetric basis (e.g., per cm3 captured by the device), or both, as compared to devices that do not have the same features and/or optimizations.

空気浄化装置の概要
[0020]図1は、例示的な空気浄化装置100の等角図である。図示された空気浄化装置100は、以下でより詳細に説明される他の構成要素が収容されるハウジング102を含む。ハウジング102は、可動部品(例えば、ファン)及び発散する紫外線(例えば、内部PCOユニットからの)のような装置100の内部構成要素からの保護を提供する。
Air Purifier Overview
[0020] Figure 1 is an isometric view of an exemplary air purification device 100. The illustrated air purification device 100 includes a housing 102 in which other components, which will be described in more detail below, are housed. The housing 102 provides protection from the internal components of the device 100, such as moving parts (e.g., a fan) and emanating ultraviolet radiation (e.g., from an internal PCO unit).

[0021]ハウジング102は、装置100を所望の場所に移動させることができるように、1つ又は複数のハンドル104を含んでもよい。そのようなハンドル104は、図示のようにハウジング102の上側に沿って延びていてもよく、及び/又は、装置100の側面に沿って及び/又は他の適切な場所に配置されていてもよい。ハウジング102は、所望の位置への移動及び位置決めをより容易にするために、一組の車輪110(例えば、キャスターホイール)を含むこともできる。 [0021] The housing 102 may include one or more handles 104 so that the device 100 can be moved to a desired location. Such handles 104 may extend along the top side of the housing 102 as shown, and/or may be located along the side of the device 100 and/or in other suitable locations. The housing 102 may also include a set of wheels 110 (e.g., caster wheels) to make it easier to move and position the device 100 to a desired location.

[0022]空気浄化装置100は、インジケータライト、ファン速度制御部、タイマー、電源ボタン、又はそれらの組み合わせを含むことができるユーザ制御部106を含むこともできる。出口108は、装置100内での処理及び浄化の後、空気が周囲環境へ外部に流れることを可能にする。入口109(図2参照)は、周囲環境から空気を受け取るために、ユニット100の反対側に配置されてもよい。したがって、空気は、矢印112で示される方向に装置100を通って流れる。 [0022] The air purification device 100 may also include user controls 106, which may include indicator lights, fan speed controls, a timer, a power button, or combinations thereof. The outlet 108 allows air to flow outwardly to the surrounding environment after processing and purification within the device 100. An inlet 109 (see FIG. 2) may be located on the opposite side of the unit 100 to receive air from the surrounding environment. Thus, air flows through the device 100 in the direction indicated by arrow 112.

[0023]図2は、部分的に開いた位置にある空気浄化装置100を図示している。示されるように、ハウジング102の一部は、ドアハンドル116を操作してドアパネル114をスイング開/閉させることによって選択的に開/閉されることができるドアパネル114として形成されてもよい。ドアパネル114は、フィルタ区画118及びインナーパネル122を明らかにするために開かれてもよい。PCOユニット120は、サービス及び/又は交換のためのアクセスを可能にするために、内側パネル122を通って部分的に延びることができる。 [0023] FIG. 2 illustrates the air purification device 100 in a partially open position. As shown, a portion of the housing 102 may be formed as a door panel 114 that can be selectively opened/closed by manipulating a door handle 116 to swing the door panel 114 open/closed. The door panel 114 may be opened to reveal a filter compartment 118 and an inner panel 122. The PCO unit 120 may extend partially through the inner panel 122 to allow access for service and/or replacement.

[0024]フィルタ区画118は、好ましくはHEPAフィルタなどの1つ又は複数のエアフィルタを受け入れるサイズ及び形状に構成されている。カーボンフィルタなどの1つ又は複数の他のタイプのフィルタが、追加的又は代替的に使用されてもよい。格子119は、フィルタ区画118をユニット100の残りの内部区画から分離するように配置されてもよい。したがって、エアフィルタは、フィルタ区画118内に配置されたとき、入口109と、PCOユニット120及びファンを含む装置の他の内部構成要素との間に位置する。フィルタは、装置100を更に開く必要なく、又はユーザを内部区画の他の構成要素に露出させることなく、ドアパネル114を開くことによって容易に検査及び/又は交換することができる。 [0024] The filter compartment 118 is preferably sized and shaped to receive one or more air filters, such as HEPA filters. One or more other types of filters, such as carbon filters, may additionally or alternatively be used. A grille 119 may be positioned to separate the filter compartment 118 from the remaining interior compartment of the unit 100. Thus, when the air filter is positioned within the filter compartment 118, it is located between the inlet 109 and other internal components of the device, including the PCO unit 120 and the fan. The filter can be easily inspected and/or replaced by opening the door panel 114 without having to further open the device 100 or exposing the user to other components of the interior compartment.

[0025]したがって、装置100は、HEPA濾過の機能とPCO活性とを組み合わせて、目標とする環境の空気をより効果的に浄化するように動作させることができる。空気をPCOユニットに通す前に濾過を用いることにより、比較的大きな汚染粒子が濾過され、濾過できない粒子又はフィルタを通り抜けた粒子は、次にPCOユニットによって生成された酸化剤に曝される。これは、実質的に、汚染物質に対する酸化剤の相対濃度を高くし、装置100の全体的な浄化能力を高めることにつながる。 [0025] Thus, the device 100 can be operated to combine the functionality of HEPA filtration with PCO activity to more effectively purify the air of a target environment. By using filtration prior to passing the air through the PCO unit, larger contaminant particles are filtered out, and those that cannot be filtered or that pass through the filter are then exposed to the oxidant generated by the PCO unit. This effectively results in a higher relative concentration of oxidant to contaminants, increasing the overall purification capacity of the device 100.

[0026]図3は、内部区画124の構成要素のいくつかをより良く可視化するために、内部パネル122を取り外した空気浄化装置を示している。装置100は、内部パネル122が適切な位置にないときに内部構成要素の動作を防止する1つ又は複数の安全スイッチ126(例えば、近接センサ、機械的センサなど)を含んでもよい。1つ又は複数の安全スイッチ126は、例えば、PCOユニット120のファンアセンブリ130及び/又は紫外線ランプの動作を防止するように構成されてもよい。 [0026] FIG. 3 illustrates the air purification device with the interior panel 122 removed to better visualize some of the components of the interior compartment 124. The device 100 may include one or more safety switches 126 (e.g., proximity sensors, mechanical sensors, etc.) that prevent operation of the internal components when the interior panel 122 is not in place. The one or more safety switches 126 may be configured to prevent operation of the fan assembly 130 and/or ultraviolet lamps of the PCO unit 120, for example.

[0027]ファンアセンブリ130は、出口108に結合され、内部区画124から出口108を通して空気を外に出すように構成される。ファンアセンブリ130は、好ましくは、ファンの軸/シャフトの近くで空気を受け取り、軸/シャフトに実質的に垂直な方向に動かす遠心タイプのファンを含む。図示された実施形態では、例えば、ファンアセンブリ130の下(及び/又は上)からの空気は、ファンの軸に沿って入り、出口108を通って外側に移動する。 [0027] The fan assembly 130 is coupled to the outlet 108 and configured to move air from the interior compartment 124 out through the outlet 108. The fan assembly 130 preferably includes a centrifugal type fan that receives air near the axis/shaft of the fan and moves it in a direction substantially perpendicular to the axis/shaft. In the illustrated embodiment, for example, air from below (and/or above) the fan assembly 130 enters along the axis of the fan and moves outward through the outlet 108.

[0028]図示された実施形態では、ファンの軸は垂直に配向されているが、他の実施形態では、軸を水平に又は他の適切な角度で配置してもよい。PCOユニット120は、図3の図では見えないが、図4に関連する議論から明らかになるように、ファンアセンブリ120の上流に一般的に配置されることが好ましい。軸流ファン又はクロスフローファンのような、1つ又は複数の他のタイプのファンを追加的又は代替的に含むことができる。 [0028] In the illustrated embodiment, the fan axis is oriented vertically, although in other embodiments the axis may be positioned horizontally or at other suitable angles. The PCO unit 120 is not visible in the view of FIG. 3, but is preferably located generally upstream of the fan assembly 120, as will become apparent from the discussion associated with FIG. 4. One or more other types of fans, such as axial or crossflow fans, may additionally or alternatively be included.

[0029]図4は、PCOユニット120及びファンアセンブリ130の底面斜視図を示しており、これらの構成要素をより良く見るために、装置の他の構成要素を取り除いている。矢印112は、空気流路を示す(ただし、いくつかの空気は、上側からファンアセンブリ130に入ることもある)。以下により詳細に説明するように、PCOユニット120は、通過する空気と混合される酸化剤を生成するように動作する。これらの酸化剤は、次に、通過する空気中に存在する汚染物質を破壊するように作用し得る。また、少なくともいくつかの酸化剤は、装置100を越えて対象環境に移動するために、装置100の外を通過し得る。このような酸化剤は、その後、標的環境内の表面と接触して、そのような表面に対して除菌作用を提供し得る。 [0029] FIG. 4 shows a bottom perspective view of the PCO unit 120 and fan assembly 130 with other components of the device removed to better view these components. Arrows 112 indicate the air flow path (although some air may enter the fan assembly 130 from above). As described in more detail below, the PCO unit 120 operates to generate oxidizers that are mixed with the air passing through. These oxidizers may then act to destroy contaminants present in the air passing through. At least some of the oxidizers may also pass outside of the device 100 to travel beyond the device 100 to the target environment. Such oxidizers may then contact surfaces within the target environment to provide a disinfecting action to such surfaces.

光触媒酸化ユニット
[0030]図5は、PCOユニット120の詳細図である。PCOユニット120は、バラスト128に動作可能に結合されている。バラスト128は、PCOユニット120の1つ又は複数の紫外線ランプへの電力供給を制御するための電子回路を含んでもよい。PCOユニット120は、1つ又は複数の紫外線ランプ及び1つ又は複数の光触媒セルパネル140を支持し、方向付けるための構造を提供するように構成されたフレーム142を含む。フレーム142は、PCOユニット120へのアクセスを容易にするために内部区画124の外側に延びるアクセスパネル144に接続する取り付け部143を含み得る(図2参照)。
Photocatalytic oxidation unit
[0030] Figure 5 is a detailed view of the PCO unit 120. The PCO unit 120 is operably coupled to a ballast 128. The ballast 128 may include electronic circuitry for controlling the supply of power to the one or more ultraviolet lamps of the PCO unit 120. The PCO unit 120 includes a frame 142 configured to provide a structure for supporting and orienting the one or more ultraviolet lamps and one or more photocatalytic cell panels 140. The frame 142 may include a mounting 143 that connects to an access panel 144 that extends outside the interior compartment 124 to facilitate access to the PCO unit 120 (see Figure 2).

[0031]図6は、PCOユニット120の内部構成要素をより良く説明するために光触媒セルパネルの1つを取り外したPCOユニット120の図である。示されるように、PCOユニット120は、好ましくは、複数の紫外線ランプ150を含む。複数のランプ150は、各ランプがセルパネル140に実質的に平行であり、ユニットの長手方向軸160に実質的に平行である平面に沿って配置されるように、垂直に「積み重ねられた」様式で配置されてもよい。各紫外線ランプ150は、空気流路に対して横方向又は実質的に垂直な線に沿って(すなわち、ユニット120の長手方向軸に沿って)水平方向に延在してもよい。ここでは2つのランプ150が示されているが、他の実施形態では、2つよりも多いランプ150、例えば3つ、4つ、5つ、又はそれ以上のそのようなランプ150を含んでもよい。 [0031] FIG. 6 is a diagram of the PCO unit 120 with one of the photocatalytic cell panels removed to better illustrate the internal components of the PCO unit 120. As shown, the PCO unit 120 preferably includes a plurality of ultraviolet lamps 150. The plurality of lamps 150 may be arranged in a vertical "stacked" fashion such that each lamp is disposed along a plane that is substantially parallel to the cell panel 140 and substantially parallel to the longitudinal axis 160 of the unit. Each ultraviolet lamp 150 may extend horizontally along a line that is transverse or substantially perpendicular to the air flow path (i.e., along the longitudinal axis of the unit 120). Although two lamps 150 are shown here, other embodiments may include more than two lamps 150, for example, three, four, five, or more such lamps 150.

[0032]PCOユニット120は、第1及び第2の紫外線ランプ150の間に配置され、ランプ150と同様に、長手方向軸に実質的に平行な方向に延びる内側リフレクタ146も含む。内側リフレクタ146は、反射光がセルパネル140の光触媒表面に衝突する可能性がより高くなるように、紫外線ランプ150のそれぞれからの光を反射するように構成される。内側リフレクタ146がランプ150の間に配置され、したがって各ランプ150からの光の一部が反対側のランプ150に近い光触媒表面の部分に到達するのを遮断しても、内側リフレクタ146を用いることによってユニット120の光触媒活性全体が向上することが意外にも判明した。 [0032] The PCO unit 120 also includes an inner reflector 146 disposed between the first and second ultraviolet lamps 150 and extending in a direction substantially parallel to the longitudinal axis, similar to the lamps 150. The inner reflector 146 is configured to reflect light from each of the ultraviolet lamps 150 such that the reflected light has a greater likelihood of impinging on the photocatalytic surface of the cell panel 140. It has been surprisingly found that the use of the inner reflector 146 improves the overall photocatalytic activity of the unit 120, even though the inner reflector 146 is disposed between the lamps 150 and thus blocks a portion of the light from each lamp 150 from reaching a portion of the photocatalytic surface proximate the opposing lamp 150.

[0033]内側リフレクタ146はまた、ベース面145と、ベース面143から斜めに延びる角度付き特徴部144と、を含む。例えば、示されるように、ベース面145は、長手方向軸と実質的に平行であってよく、一方、角度付き特徴部144は、それぞれが長手方向軸に対して横方向に延び得る1つ又は複数の角度付き表面を含む。このような角度付き特徴部144を提供することは、セルパネル140の光触媒表面とのより良い相互作用を提供する方法で紫外線を拡散及び反射することを助け、それによって装置の全体的な光触媒活性を更に増加させることが見出されている。 [0033] The inner reflector 146 also includes a base surface 145 and angled features 144 extending diagonally from the base surface 143. For example, as shown, the base surface 145 may be substantially parallel to the longitudinal axis, while the angled features 144 include one or more angled surfaces that may each extend transversely to the longitudinal axis. Providing such angled features 144 has been found to help diffuse and reflect the ultraviolet light in a manner that provides better interaction with the photocatalytic surface of the cell panel 140, thereby further increasing the overall photocatalytic activity of the device.

[0034]角度付き特徴部144は、1つ又は複数の先端部148(すなわち、ベース面145から最も遠くに延びる部分)を含む。示されるように、先端部は、長手方向軸160に対して横方向である(すなわち、実質的に垂直である)方向に沿って延在してもよい。したがって、内側リフレクタ146は、角度付き特徴部144を生成するために形成/折り畳まれる金属又は他の適切な材料のストリップとして形成されてもよい。この構成は、容易に製造可能でありながら、装置の光触媒活性を高める上で機能的に有効であることが判明している。内側リフレクタ146はまた、フレーム142の側壁に挿入することによってフレーム142に容易に統合される。2つ以上の紫外線ランプ150を有する実施形態は、複数の内側リフレクタ(例えば、各対のランプ150の間)を含み得る。 [0034] The angled feature 144 includes one or more tips 148 (i.e., the portion that extends furthest from the base surface 145). As shown, the tips may extend along a direction that is transverse (i.e., substantially perpendicular) to the longitudinal axis 160. Thus, the inner reflector 146 may be formed as a strip of metal or other suitable material that is formed/folded to create the angled feature 144. This configuration has been found to be functionally effective in enhancing the photocatalytic activity of the device while being easily manufacturable. The inner reflector 146 is also easily integrated into the frame 142 by inserting it into a side wall of the frame 142. An embodiment having more than one ultraviolet lamp 150 may include multiple inner reflectors (e.g., between each pair of lamps 150).

[0035]PCOユニット120は、1つ又は複数の外側リフレクタ162も含んでもよい。外側リフレクタ162は、例えば、上側及び/又は下側のフレーム142の一部として形成されてもよい。外側リフレクタ162は、PCOユニット120の内部チャンバに向かって、及び紫外線ランプ150に向かって内側に延びていてもよい。内側リフレクタ146と同様に、外側リフレクタ162は、紫外線を反射し、それによってセルパネル140の光触媒表面へ光をより良く導くように機能する角度付き表面を提供する。外側リフレクタ162は、フレーム142に切り込み164を配置することによって形成されてもよく、これにより、外側リフレクタ162は、所望の角度のある形状に折り畳むことによって容易に形成することができる。 [0035] The PCO unit 120 may also include one or more outer reflectors 162. The outer reflectors 162 may be formed, for example, as part of the upper and/or lower frames 142. The outer reflectors 162 may extend inward toward the interior chamber of the PCO unit 120 and toward the ultraviolet lamps 150. Similar to the inner reflector 146, the outer reflector 162 provides an angled surface that serves to reflect ultraviolet light and thereby better direct the light to the photocatalytic surfaces of the cell panels 140. The outer reflector 162 may be formed by placing cuts 164 in the frame 142, which allows the outer reflector 162 to be easily formed by folding it into the desired angled shape.

[0036]内側リフレクタ146とは対照的に、外側リフレクタ162は、長手方向軸160と実質的に平行な方向に延びる先端部(すなわち、最も内側にある部分)を有する。実質的に長手方向に走る先端部を有する少なくとも1つの外側リフレクタ162と、長手方向軸160に対して横方向に走る1つ又は複数の先端部を有する内側リフレクタ146との組み合わせは、PCOユニット120の内部チャンバ内で紫外線の有効な全体反射をもたらし、それによってPCOユニット120の光触媒活性及び効率を向上させることが分かった。 [0036] In contrast to the inner reflector 146, the outer reflector 162 has a tip (i.e., an innermost portion) that extends in a direction substantially parallel to the longitudinal axis 160. It has been found that the combination of at least one outer reflector 162 having a tip running substantially longitudinally and an inner reflector 146 having one or more tips running transversely to the longitudinal axis 160 provides effective total reflection of UV light within the internal chamber of the PCO unit 120, thereby improving the photocatalytic activity and efficiency of the PCO unit 120.

[0037]上部紫外線ランプ150の観点から、例えば、フレーム142の上側にある近くの外側リフレクタ162は、「前方」と「後方」の方向、並びに「上」と「下」に光を反射して向けるのに役立つ角度付き表面を含み、内側リフレクタ146は、「左」と「右」の縦方向、並びに「上」と「下」に光を反射して向けるのに役立つ角度付き表面を含む。反射面の組み合わせは、効果的な光触媒活性のために光を光触媒表面上に導くことを効果的に助ける全体的な構成を提供する。 [0037] From the perspective of the upper ultraviolet lamp 150, for example, the nearby outer reflector 162 on the upper side of the frame 142 includes angled surfaces that help reflect and direct light in the "forward" and "backward" directions, as well as "up" and "down", and the inner reflector 146 includes angled surfaces that help reflect and direct light in the "left" and "right" longitudinal directions, as well as "up" and "down". The combination of reflective surfaces provides an overall configuration that effectively helps direct light onto the photocatalytic surface for effective photocatalytic activity.

[0038]作動中、ランプ150は通電され、セルパネル140の触媒表面に向けて紫外線を放射し、それによって酸化剤を発生させる。酸化剤は、次に、通過する空気と混合され、通過する空気の衛生を提供する。好ましくは、酸化剤の少なくとも一部は、通過する空気と共に装置100の外に、装置100を越えるように通過する。 [0038] During operation, the lamps 150 are energized and emit ultraviolet light toward the catalytic surfaces of the cell panels 140, thereby generating an oxidizer. The oxidizer then mixes with the passing air to provide sanitation of the passing air. Preferably, at least a portion of the oxidizer passes out of and beyond the device 100 with the passing air.

[0039]セルパネル140は、光触媒コーティングを含む。光触媒コーティングは、少なくとも紫外線ランプ150に面するセルパネル140の内面に配置される。好ましくは、光触媒コーティングは、セルパネル140の開口部にも延在して、開口部の表面をコーティングする。光触媒コーティングは、酸化チタンなどの金属酸化物を含んでもよく、任意に1つ又は複数の遷移金属及び/又は遷移金属の合金を含んでもよい。コーティングに利用され得る追加の又は代替の光触媒材料の例には、酸化グラフェン、有機金属フレームワーク(MOF)、他の半導体材料、量子ドット、タンタライト、他の酸化物(例えば、亜鉛、銅、鉄、カドミウム、スズ、ジルコニウム、又は酸化ガリウム)、硫化物(例えば、硫化亜鉛)、シリカ、及びこれらの組み合わせが含まれる。 [0039] The cell panel 140 includes a photocatalytic coating. The photocatalytic coating is disposed on at least the inner surface of the cell panel 140 facing the ultraviolet lamp 150. Preferably, the photocatalytic coating also extends to the opening of the cell panel 140 to coat the surface of the opening. The photocatalytic coating may include a metal oxide, such as titanium oxide, and may optionally include one or more transition metals and/or alloys of transition metals. Examples of additional or alternative photocatalytic materials that may be utilized in the coating include graphene oxide, metal-organic frameworks (MOFs), other semiconductor materials, quantum dots, tantalite, other oxides (e.g., zinc, copper, iron, cadmium, tin, zirconium, or gallium oxide), sulfides (e.g., zinc sulfide), silica, and combinations thereof.

[0040]装置の動作中に発生する酸化剤には、例えば、過酸化水素、水酸化物、遊離酸素分子、超酸化物イオン、及びオゾンが含まれ得る。しかしながら、好ましくは、PCOユニット120は、オゾンの発生が制限されるか又は排除されるように構成される。オゾンは強力な酸化剤であるが、過剰なオゾンは、敏感な人に呼吸器系の炎症を引き起こす可能性がある。PCOユニット120を、オゾンを最小化又は排除しながら有効なレベルの酸化剤を生成するように調整することによって、過剰なオゾンに関連する潜在的な有害な影響なしに有効な浄化性能が維持されることが見出された。 [0040] Oxidants generated during operation of the device may include, for example, hydrogen peroxide, hydroxide, free oxygen molecules, superoxide ions, and ozone. Preferably, however, the PCO unit 120 is configured to limit or eliminate the generation of ozone. Although ozone is a powerful oxidant, excess ozone can cause respiratory irritation in sensitive individuals. It has been found that by tuning the PCO unit 120 to produce effective levels of oxidants while minimizing or eliminating ozone, effective purification performance is maintained without the potential harmful effects associated with excess ozone.

[0041]これらの性能特性を提供するために、紫外線ランプ150は、好ましくは、約185~254nmの波長を有する光を放射する。ランプ150は、典型的には、約3~20ワット、より好ましくは約5~10ワットの定格を有する。前述の範囲内の定格を有するランプ150を使用することは、過度の電力非効率を生じさせず、及び/又はあまりに多くのスペースを取らずに、必要な光触媒活性を達成するために十分なエネルギーを提供する必要性のバランスを効果的に取ることができることが分かっている。 [0041] To provide these performance characteristics, the ultraviolet lamp 150 preferably emits light having a wavelength of about 185-254 nm. The lamp 150 is typically rated at about 3-20 watts, more preferably about 5-10 watts. It has been found that using a lamp 150 having a rating within the aforementioned range can effectively balance the need to provide sufficient energy to achieve the required photocatalytic activity without creating excessive power inefficiencies and/or taking up too much space.

[0042]PCOユニット120の構造構成は、空気浄化装置100のサイズ制約の中で、有効な光触媒活性、空気流と生成された酸化剤との間の有効な相互作用、及び有効な全体の体積的空気流を提供するように設計されている。これらの機能は互いに影響し合い、これらの機能のうちの1つを強化することは、他の機能のうちの1つ又は複数とのトレードオフを伴う場合がある。 [0042] The structural configuration of the PCO unit 120 is designed to provide effective photocatalytic activity, effective interaction between the airflow and the generated oxidant, and effective overall volumetric airflow within the size constraints of the air purification device 100. These functions interact with each other, and enhancing one of these functions may involve a tradeoff with one or more of the other functions.

[0043]例えば、光触媒活性は、紫外線ランプの全体的な表面積を増加させる(例えば、より大きなランプを使用する)ことによって、及び/又は空気流路内の光触媒材料の比率を増加させることによって、強化することができる。しかしながら、これらの変更のいずれもが、装置の気流抵抗を増加させ、したがって、体積気流を低下させるか、又は装置全体でより高い圧力を維持するためにより多くの電力を必要とする可能性が高い。更に、気流路のサイズは、合理的な範囲内に収めることが望ましい空気浄化装置100全体のサイズによって規定されるため、全体の気流路のサイズを単に無制限に大きくすることはできない。しかしながら、PCOユニット120を通過する空気の流れが制限されると、対象となる環境の空気回転率が低下し、空気の浄化に時間がかかること、及び/又は、空気浄化の効果が低下することを意味する。 [0043] For example, photocatalytic activity can be enhanced by increasing the overall surface area of the ultraviolet lamps (e.g., using larger lamps) and/or by increasing the proportion of photocatalytic material in the air flow path. However, either of these modifications would likely increase the airflow resistance of the device and thus reduce the volumetric airflow or require more power to maintain a higher pressure throughout the device. Furthermore, the size of the airflow path cannot simply be increased indefinitely, since it is dictated by the overall size of the air purification device 100, which should preferably be kept within reasonable limits. However, restricting the air flow through the PCO unit 120 would mean a lower air turnover rate for the target environment, which would mean longer and/or less effective air purification.

[0044]同様に、空気流は、複数の開口部を通過させるのではなく、単に光触媒上に空気を通過させるか、又は開口部のサイズを大きくするなど、空気と光触媒材料との接触を制限することによって増加し得る。しかし、これでは空気と生成された酸化剤との相互作用が制限され、空気内の酸化剤の混合及び分布が制限される。したがって、生成された酸化剤の所与のレベルに対して、酸化剤は、汚染物質と接触して処理する可能性が低くなる。同様に、紫外線ランプ150とセルパネル140との間の間隔を大きくすることによって、及び/又は紫外線ランプ150の全体的な表面積を小さくすることによって、空気流を増加させることができるが、これは酸化剤の光触媒生成量を全体的に低下させる傾向がある。 [0044] Similarly, airflow can be increased by limiting the contact of the air with the photocatalytic material, such as by simply passing the air over the photocatalyst rather than through multiple openings, or by increasing the size of the openings. However, this limits the interaction of the air with the generated oxidant, and limits the mixing and distribution of the oxidant within the air. Thus, for a given level of generated oxidant, the oxidant is less likely to come into contact with and process contaminants. Similarly, airflow can be increased by increasing the spacing between the ultraviolet lamp 150 and the cell panel 140 and/or by decreasing the overall surface area of the ultraviolet lamp 150, but this tends to reduce the overall photocatalytic generation of oxidant.

[0045]小さい開口部は、大きい開口部よりも空気の流れをより大きく制限する傾向がある。しかしながら、開口部のコーティングされた内面が装置の光触媒活性のかなりの部分を提供する可能性があり、また、開口部が小さいと活性光触媒表面の全体的な面積が大きくなるので、開口部が小さい方がより大きな光触媒活性を提供する傾向がある。 [0045] Smaller openings tend to restrict air flow to a greater extent than larger openings. However, smaller openings tend to provide greater photocatalytic activity because the coated interior surface of the opening may provide a significant portion of the photocatalytic activity of the device and because smaller openings provide a greater overall area of active photocatalytic surface.

[0046]各開口部の平均断面積を約0.1mmより大きく、約10mm未満に設定すると、気流を過度に制限することなく効果的な光触媒活性を提供することが見出された。開口部は、平均断面積が約0.2mmから約5mm、又は約0.3mmから約1mmの大きさであることがより好ましい。小さすぎる開口部は、空気流を過度に制限することによって装置の全体的な性能を低下させる傾向があり、大きすぎる開口部は、光触媒活性を過度に制限することによって装置の全体的な性能を低下させる傾向がある。 [0046] Setting the average cross-sectional area of each opening greater than about 0.1 mm2 and less than about 10 mm2 has been found to provide effective photocatalytic activity without unduly restricting airflow. More preferably, the openings have an average cross-sectional area of about 0.2 mm2 to about 5 mm2 , or about 0.3 mm2 to about 1 mm2 . Openings that are too small tend to reduce the overall performance of the device by unduly restricting airflow, and openings that are too large tend to reduce the overall performance of the device by unduly restricting photocatalytic activity.

[0047]セルパネル140に含まれる開口部の数は、変化させてもよい。好ましくは、セルパネル140の平面視表面積の約25%~約75%が開口部で構成されるような数で開口部が設けられ、より好ましくはセルパネル140の平面視表面積の約35%~約65%、又は約40%~約60%が開口部で構成されるような数で開口部が設けられる。なお、「平面視表面積」とは、平らにして上から見た場合のセルパネル140の上面の二次元表面積のことである。 [0047] The number of openings included in the cell panel 140 may vary. Preferably, the openings are provided in a number such that about 25% to about 75% of the planar surface area of the cell panel 140 is made up of openings, and more preferably, about 35% to about 65%, or about 40% to about 60% of the planar surface area of the cell panel 140 is made up of openings. Note that the "planar surface area" refers to the two-dimensional surface area of the upper surface of the cell panel 140 when laid flat and viewed from above.

[0048]セルパネル140の幅も変化させることができる。より広いセルパネルは、より大きな全体表面積を有するより長い開口部を提供し、したがって、より大きな光触媒活性を提供するが、空気が開口部を通過しなければならない長さも増加し、したがって、空気流抵抗が増加する。 [0048] The width of the cell panels 140 can also be varied. Wider cell panels provide longer openings with a larger overall surface area and therefore greater photocatalytic activity, but also increase the length that air must pass through the openings, thus increasing airflow resistance.

[0049]「セル分率」は、セルパネル140の組み合わせられた幅をセルパネル140間の全体幅(外面から外面まで)で割ったものとして本明細書では定義される。PCOユニット120は、約0.2~約0.7、より好ましくは約0.3~約0.6、更に好ましくは約0.4~約0.5のセル分率で構成され得る。セル分率を前述の範囲内に設定することにより、PCOユニット120の改善された全体的な性能を提供することが分かった。 [0049] "Cell fraction" is defined herein as the combined width of the cell panels 140 divided by the overall width between the cell panels 140 (from outer surface to outer surface). The PCO unit 120 may be configured with a cell fraction of about 0.2 to about 0.7, more preferably about 0.3 to about 0.6, and even more preferably about 0.4 to about 0.5. Setting the cell fraction within the aforementioned ranges has been found to provide improved overall performance of the PCO unit 120.

[0050]ランプ150とセルパネル140の内面との間の距離も、ランプ150の直径を調整することによって、及び/又はセルパネル140間の距離を調整することによって変化させることができる。ランプ150とセルパネル140との間の距離を大きくすると、PCOユニット120を通過する空気の滞留時間を大きくすることができるが、ランプ150とセルパネル140との間の距離を大きくすることによって光触媒活性が低下する。 [0050] The distance between the lamp 150 and the inner surface of the cell panel 140 can also be varied by adjusting the diameter of the lamp 150 and/or by adjusting the distance between the cell panels 140. Increasing the distance between the lamp 150 and the cell panel 140 can increase the residence time of the air passing through the PCO unit 120, but increasing the distance between the lamp 150 and the cell panel 140 reduces photocatalytic activity.

[0051]「光分率」は、ランプ150の1つの幅/直径を、対向するセルパネル140の内面間の全体距離で割ったものとして本明細書では定義される。PCOユニット120は、約0.45~約0.7、より好ましくは約0.5~約0.6の光分率で構成されてもよい。光分率が前述の範囲内になるようにPCOユニット120を設定すると、改善された全体的な性能を提供することが見出された。 [0051] "Light fraction" is defined herein as the width/diameter of one of the lamps 150 divided by the overall distance between the inner surfaces of the opposing cell panels 140. The PCO unit 120 may be configured with a light fraction of about 0.45 to about 0.7, more preferably about 0.5 to about 0.6. Configuring the PCO unit 120 so that the light fraction is within the aforementioned ranges has been found to provide improved overall performance.

[0052]以下の説明は、いくつかの用途、特に本明細書に記載されるようなモジュール式の移動可能な室内清掃装置を含む用途において有効な性能を提供することが見出された例示的なPCOユニット120のいくつかの追加寸法を提供するものである。しかしながら、例示的な寸法は必ずしも限定的なものではなく、他の実施形態は、特定の用途のニーズを提供するためにサイズ変更又は拡大縮小することができることが理解されよう。 [0052] The following description provides some additional dimensions of an exemplary PCO unit 120 that have been found to provide effective performance in some applications, particularly those involving a modular, mobile, room cleaning device as described herein. However, it will be understood that the exemplary dimensions are not necessarily limiting and other embodiments may be sized or scaled to provide the needs of a particular application.

[0053]一実施形態において、PCOユニット120は、約2~4.5インチ(約5.1cm~114cm)の全高、約1.5~2.5インチ(約3.8~6.4cm)の全幅、及び約4~8インチ(約10~20cm)の全長を有してもよい。セルパネル140は、適宜適合する大きさであってよく、約5mm~約30mm、より好ましくは約10mm~約20mm、更に好ましくは約10mm~約15mmの幅を有していてもよい。紫外線ランプ150も、装置100の全体寸法内に収まるように適宜サイズ調整されてよく、したがって、約3~7インチ(約8~18cm)の長さ、及び約0.25インチ~約0.75インチ(約0.6~2cm)の直径を有していてもよい。 [0053] In one embodiment, the PCO unit 120 may have an overall height of about 2-4.5 inches (about 5.1 cm-114 cm), an overall width of about 1.5-2.5 inches (about 3.8-6.4 cm), and an overall length of about 4-8 inches (about 10-20 cm). The cell panel 140 may be of any suitable size and may have a width of about 5 mm to about 30 mm, more preferably about 10 mm to about 20 mm, and even more preferably about 10 mm to about 15 mm. The ultraviolet lamp 150 may also be sized appropriately to fit within the overall dimensions of the device 100, and thus may have a length of about 3-7 inches (about 8-18 cm) and a diameter of about 0.25 inches to about 0.75 inches (about 0.6-2 cm).

実施例
[0054]空気浄化装置を約1,000フィートの大きさを有する部屋に置き、部屋の空気中病原体を減少させる能力を試験した。様々な空気中病原体のレベルは、ベースラインレベルを確立するために最初に試験され、その後、空気浄化装置の運転を開始した。運転開始から30分後と60分後に、同じ空気中の病原体のレベルを再度テストした。空気中の汚染物質の低減は、以下の表1にまとめられている。
Working Example
[0054] The air purifier was placed in a room measuring approximately 1,000 ft2 and tested for its ability to reduce airborne pathogens in the room. The levels of various airborne pathogens were first tested to establish baseline levels, after which the air purifier was started. The levels of the same airborne pathogens were tested again 30 and 60 minutes after the start of operation. The reduction of airborne contaminants is summarized in Table 1 below.

[0055]上に要約したデータは、空気浄化装置が、医療環境において一般的な、いくつかの異なるタイプの空気中病原体を、少なくとも1又は2ログ減少、より典型的には少なくとも3ログ減少、又は少なくとも4ログ減少、及び最大6ログ減少によって、約30分~約60分の間に減少させることができたことを示す。 [0055] The data summarized above show that the air purification device was able to reduce several different types of airborne pathogens common in healthcare environments by at least a 1 or 2 log reduction, more typically by at least a 3 log reduction, or at least a 4 log reduction, and up to a 6 log reduction, in between about 30 minutes and about 60 minutes.

追加の実施形態
[0056]本明細書に記載の実施形態は、本明細書に記載の他の実施形態に記載の特性、特徴(例えば、構成要素、部材、要素、部品、及び/又は部分)を含むことができる。したがって、所定の実施形態の様々な特徴は、本開示の他の実施形態と組み合わせることができ、及び/又は本開示の他の実施形態に組み込むことができる。したがって、本開示の特定の実施形態に関する特定の特徴の開示は、当該特徴の特定の実施形態への適用又は包含を制限するものとして解釈されるべきではない。むしろ、他の実施形態もそのような特徴を含むことができることが理解されよう。
Additional Embodiments
[0056] The embodiments described herein may include properties, features (e.g., components, members, elements, parts, and/or portions) described in other embodiments described herein. Thus, various features of a given embodiment may be combined with and/or incorporated into other embodiments of the present disclosure. Thus, the disclosure of a particular feature with respect to a particular embodiment of the present disclosure should not be construed as limiting the application or inclusion of that feature to the particular embodiment. Rather, it will be understood that other embodiments may also include such features.

[0057]実施形態1:空気入口及び空気出口を有するフレームと、空気を入口から入れ、フレームの内部区画内の空気流路を通って、出口から出すように移動させるように構成されたファンアセンブリと、少なくとも部分的に空気流路内に配置された光触媒酸化ユニットであって、光触媒酸化ユニットは、記空気流路に対して横方向である長手方向軸を有し、光触媒酸化ユニットは、長手方向軸に沿って延びる少なくとも1つの光触媒セルパネル、長手方向軸に沿って延び、少なくとも1つの光触媒セルパネルに向けて紫外線を放射するように構成された1つ又は複数の紫外線ランプ、及び光触媒酸化ユニット内に配置されたリフレクタ、を含む、光触媒酸化ユニットと、を含む、空気浄化装置。 [0057]Embodiment 1: An air purification device comprising: a frame having an air inlet and an air outlet; a fan assembly configured to move air through the inlet, through an air flow passage within an interior compartment of the frame, and out the outlet; and a photocatalytic oxidation unit disposed at least partially within the air flow passage, the photocatalytic oxidation unit having a longitudinal axis that is transverse to the air flow passage, the photocatalytic oxidation unit including at least one photocatalytic cell panel extending along the longitudinal axis, one or more ultraviolet lamps extending along the longitudinal axis and configured to radiate ultraviolet light toward the at least one photocatalytic cell panel, and a reflector disposed within the photocatalytic oxidation unit.

[0058]実施形態2:光触媒酸化ユニットは、長手方向軸に沿って延び、少なくとも1つの光触媒セルパネルに向かって紫外線を放射するように構成された第1及び第2の紫外線ランプを含み、リフレクタは、第1及び第2の紫外線ランプの間に配置された内側リフレクタである、実施形態1に記載の装置。 [0058]Embodiment 2: The apparatus of embodiment 1, wherein the photocatalytic oxidation unit includes first and second ultraviolet lamps extending along a longitudinal axis and configured to radiate ultraviolet light toward at least one photocatalytic cell panel, and the reflector is an inner reflector disposed between the first and second ultraviolet lamps.

[0059]実施形態3:第1及び第2の紫外線ランプは、いずれも少なくとも1つの光触媒セルパネルに実質的に平行な平面に沿うように配向される、実施形態2に記載の装置。 [0059]Embodiment 3: The apparatus of embodiment 2, wherein the first and second ultraviolet lamps are both oriented along a plane substantially parallel to the at least one photocatalytic cell panel.

[0060]実施形態4:光触媒酸化ユニットは、第1及び第2の紫外線ランプの両側に配置され、それぞれが長手方向軸に沿って延びる第1及び第2の光触媒セルパネルを含む、実施形態2又は実施形態3に記載の装置。 [0060]Embodiment 4: The apparatus of embodiment 2 or embodiment 3, wherein the photocatalytic oxidation unit includes first and second photocatalytic cell panels disposed on either side of the first and second ultraviolet lamps, each extending along a longitudinal axis.

[0061]実施形態5:第1及び第2の紫外線ランプはそれぞれ、少なくとも1つの光触媒セルパネルに実質的に平行な平面上に配置される、実施形態2~4のいずれか1つに記載の装置。 [0061]Embodiment 5: The apparatus of any one of embodiments 2 to 4, wherein the first and second ultraviolet lamps are each disposed on a plane substantially parallel to at least one photocatalytic cell panel.

[0062]実施形態6:内側リフレクタは、ベース面と、ベース面から斜めに延びる角度付き特徴部と、を含む、実施形態2~5のいずれか1つに記載の装置。 [0062]Embodiment 6: The device of any one of embodiments 2 to 5, wherein the inner reflector includes a base surface and an angled feature extending obliquely from the base surface.

[0063]実施形態7:角度付き特徴部は、長手方向軸を横切る方向に沿って延びる1つ又は複数の先端部を有する、実施形態6に記載の装置。 [0063]Embodiment 7: The device of embodiment 6, wherein the angled feature has one or more tips extending along a direction transverse to the longitudinal axis.

[0064]実施形態8:角度付き特徴部の1つ又は複数の先端部は、長手方向軸に実質的に垂直な方向に沿って延びる、実施形態7に記載の装置。 [0064]Embodiment 8: The device of embodiment 7, wherein one or more tips of the angled features extend along a direction substantially perpendicular to the longitudinal axis.

[0065]実施形態9:光触媒酸化ユニットはフレームを更に含み、フレームは、第1の紫外線ランプの外側に配置され、第1の紫外線ランプに向かって内側に延びる第1の外側リフレクタを含む、実施形態1~8のいずれか1つに記載の装置。 [0065]Embodiment 9: The apparatus of any one of embodiments 1 to 8, wherein the photocatalytic oxidation unit further includes a frame, the frame including a first outer reflector disposed outside the first ultraviolet lamp and extending inward toward the first ultraviolet lamp.

[0066]実施形態10:第1の外側リフレクタは、長手方向軸に実質的に平行な方向に延びる先端部を含む、実施形態9に記載の装置。 [0066]Embodiment 10: The device of embodiment 9, wherein the first outer reflector includes a tip portion that extends in a direction substantially parallel to the longitudinal axis.

[0067]実施形態11:フレームは、第2の紫外線ランプの外側に位置し、第2の紫外線ランプに向かって内側に延びる第2の外側リフレクタを更に含む、実施形態9又は実施形態10に記載の装置。 [0067]Embodiment 11: The apparatus of embodiment 9 or embodiment 10, wherein the frame further includes a second outer reflector positioned outside the second ultraviolet lamp and extending inward toward the second ultraviolet lamp.

[0068]実施形態12:第2の外側リフレクタは、長手方向軸に実質的に平行な方向に延びる先端部を含む、実施形態11に記載の装置。 [0068]Embodiment 12: The device of embodiment 11, wherein the second outer reflector includes a tip that extends in a direction substantially parallel to the longitudinal axis.

[0069]実施形態13:光触媒酸化ユニットは、長手方向軸が空気流路に対して実質的に垂直になるように配置される、実施形態1~12のいずれか1つに記載の装置。 [0069]Embodiment 13: The apparatus of any one of embodiments 1 to 12, wherein the photocatalytic oxidation unit is positioned such that the longitudinal axis is substantially perpendicular to the air flow path.

[0070]実施形態14:ファンアセンブリは、遠心ファンを含む、実施形態1~13のいずれか1つに記載の装置。 [0070]Embodiment 14: The device of any one of embodiments 1 to 13, wherein the fan assembly includes a centrifugal fan.

[0071]実施形態15:遠心ファンの軸は、空気流路に実質的に垂直である、実施形態14に記載の装置。 [0071]Embodiment 15: The apparatus of embodiment 14, wherein the axis of the centrifugal fan is substantially perpendicular to the air flow path.

[0072]実施形態16:ファンアセンブリは、光触媒酸化ユニットの下流に配置される、実施形態1~15のいずれか1つに記載の装置。 [0072]Embodiment 16: The apparatus of any one of embodiments 1 to 15, wherein the fan assembly is positioned downstream of the photocatalytic oxidation unit.

[0073]実施形態17:フレームは、フィルタを受け入れるためのサイズ及び形状に構成されたフィルタ区画を更に含む、実施形態1~16のいずれか1つに記載の装置。 [0073]Embodiment 17: The device of any one of embodiments 1 to 16, wherein the frame further includes a filter compartment configured and sized to receive a filter.

[0074]実施形態18:フィルタ区画は、空気入口と光触媒酸化装置との間に配置される、実施形態17に記載の装置。 [0074]Embodiment 18: The device of embodiment 17, wherein the filter compartment is disposed between the air inlet and the photocatalytic oxidation device.

結語
[0075]本開示の特定の実施形態が、特定の構成、パラメータ、構成要素、要素などを参照して詳細に説明されてきたが、その説明は例示であり、請求された発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
Conclusion
[0075] While certain embodiments of the present disclosure have been described in detail with reference to particular configurations, parameters, components, elements, etc., the description is illustrative and should not be construed as limiting the scope of the claimed invention.

[0076]更に、説明された実施形態の構成要素の任意の所定の要素について、その要素又は構成要素について列挙された可能な代替案のいずれもが、暗黙的又は明示的に別段の記載がない限り、一般的に個別に又は互いに組み合わせて使用され得ることを理解されたい。 [0076] Additionally, for any given element of a component of a described embodiment, it should be understood that any of the possible alternatives listed for that element or component may generally be used individually or in combination with each other, unless otherwise stated, implicitly or explicitly.

[0077]また、特に断らない限り、本明細書及び特許請求の範囲で使用される量、構成要素、距離、又は他の測定値を表す数値は、「約」又はその同義語によって任意に修正されると理解されるものとする。用語「約」、「およそ」、「実質的に」などが、記載された量、値、又は条件と関連して使用される場合、記載された量、値、又は条件の20%未満、10%未満、5%未満、又は1%未満だけ逸脱する量、値、又は条件を意味すると解釈することができる。少なくとも、特許請求の範囲への均等論の適用を制限しようとするものではなく、各数値パラメータは、報告された有効数字の桁数に照らして、通常の丸め技術を適用して解釈されるべきものである。
[0078]本明細書で使用される見出し及び小見出しは、構成的な目的のためだけのものであり、本明細書又は特許請求の範囲の範囲を限定するために使用されることを意図していない。
[0077] Also, unless otherwise noted, numerical values expressing quantities, components, distances, or other measurements used in the specification and claims are to be understood as being optionally modified by "about" or its equivalents. When the terms "about,""approximately,""substantially," and the like are used in connection with a stated quantity, value, or condition, they can be construed to mean that the quantity, value, or condition deviates by less than 20%, less than 10%, less than 5%, or less than 1% from the stated quantity, value, or condition. At the very least, and without intending to limit the application of the doctrine of equivalents to the scope of the claims, each numerical parameter should be construed in light of the number of reported significant digits and by applying ordinary rounding techniques.
[0078] The headings and sub-headings used herein are for organizational purposes only and are not meant to be used to limit the scope of the specification or the claims.

[0079]また、本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用される場合、単数形「1つの」、「1つの」及び「その」は、文脈によって明らかに指示されない限り、複数の参照語を除外しないことに注意されたい。したがって、例えば、単数形の参照語(例えば、「ウィジェット」)を参照する実施形態は、2つ以上のそのような参照語を含むこともできる。 [0079] Also, note that as used in this specification and the appended claims, the singular forms "a," "an," and "the" do not exclude plural references unless the context clearly dictates. Thus, for example, an embodiment that references a singular reference term (e.g., "widget") may also include two or more such reference terms.

Claims (18)

空気入口及び空気出口を有するフレームと、
空気を前記空気入口から入れ、前記フレームの内部区画内の空気流路を通って、前記空気出口から出すように移動させるように構成されたファンアセンブリと、
少なくとも部分的に前記空気流路内に配置された光触媒酸化ユニットであって、前記光触媒酸化ユニットは、前記空気流路に対して横方向である長手方向軸を有し、前記光触媒酸化ユニットは、
前記長手方向軸に沿って延びる少なくとも1つの光触媒セルパネル、
前記長手方向軸に沿って延び、前記少なくとも1つの光触媒セルパネルに向けて紫外線を放射するように構成された、1つ又は複数の紫外線ランプ、及び
前記光触媒酸化ユニット内に配置された内側リフレクタ、
を含む、光触媒酸化ユニットと、
を含
前記光触媒酸化ユニットは、前記長手方向軸に沿って延び、前記少なくとも1つの光触媒セルパネルに向かって紫外線を放射するように構成された第1の紫外線ランプ及び第2の紫外線ランプを含み、前記内側リフレクタは、前記第1の紫外線ランプ及び前記第2の紫外線ランプの間に配置され、
前記光触媒酸化ユニットはフレームを更に含み、
前記内側リフレクタは、折り曲げられたすストリップ状の材料から形成されていて、前記長手方向軸と平行に延びるベース面と、前記ベース面から斜めに延び平板形状を有する角度付き特徴部と、を含み、
前記ベース面は、前記光触媒酸化ユニットの前記フレームの側壁に挿入されている、
空気浄化装置。
a frame having an air inlet and an air outlet;
a fan assembly configured to move air through the air inlet , through an air flow passage within an interior compartment of the frame, and out of the air outlet ;
a photocatalytic oxidation unit disposed at least partially within the air flow path, the photocatalytic oxidation unit having a longitudinal axis that is transverse to the air flow path, the photocatalytic oxidation unit comprising:
at least one photocatalytic cell panel extending along said longitudinal axis;
one or more ultraviolet lamps extending along the longitudinal axis and configured to radiate ultraviolet light toward the at least one photocatalytic cell panel; and an inner reflector disposed within the photocatalytic oxidation unit.
A photocatalytic oxidation unit comprising:
Including ,
The photocatalytic oxidation unit includes a first ultraviolet lamp and a second ultraviolet lamp extending along the longitudinal axis and configured to radiate ultraviolet light toward the at least one photocatalytic cell panel, and the inner reflector is disposed between the first ultraviolet lamp and the second ultraviolet lamp;
The photocatalytic oxidation unit further includes a frame;
the inner reflector is formed from a folded strip of material and includes a base surface extending parallel to the longitudinal axis and an angled feature extending diagonally from the base surface and having a plate shape;
The base surface is inserted into the side wall of the frame of the photocatalytic oxidation unit;
Air purifier.
前記第1の紫外線ランプ及び前記第2の紫外線ランプは、いずれも前記少なくとも1つの光触媒セルパネルに実質的に平行な平面に沿うように配向される、請求項1に記載の装置。 2. The apparatus of claim 1 , wherein the first ultraviolet lamp and the second ultraviolet lamp are both oriented along a plane that is substantially parallel to the at least one photocatalytic cell panel. 前記光触媒酸化ユニットは、前記第1の紫外線ランプ及び前記第2の紫外線ランプの両側に配置され、それぞれが前記長手方向軸に沿って延びる第1及び第2の光触媒セルパネルを含む、請求項1に記載の装置。 2. The apparatus of claim 1, wherein the photocatalytic oxidation unit includes first and second photocatalytic cell panels disposed on either side of the first and second ultraviolet lamps , each extending along the longitudinal axis. 前記第1の紫外線ランプ及び前記第2の紫外線ランプはそれぞれ、前記少なくとも1つの光触媒セルパネルに実質的に平行な平面上に配置される、請求項1に記載の装置。 The apparatus of claim 1 , wherein the first ultraviolet lamp and the second ultraviolet lamp are each disposed on a plane substantially parallel to the at least one photocatalytic cell panel. 前記角度付き特徴部は、前記角度付き特徴部の第1の部分に対応する第1の先端部であって、前記第1の紫外線ランプに対し前記内側リフレクタの最も近い部分である第1の先端部と、前記角度付き特徴部の第2の部分に対応する第2の先端部であって、前記第2の紫外線ランプに対し前記内側リフレクタの最も近い部分である第2の先端部と、を含み、前記第1の先端部及び前記第2の先端部の両方は、前記長手方向軸を横切る方向に沿って延びる、請求項1に記載の装置。 2. The device of claim 1, wherein the angled feature includes a first tip corresponding to a first portion of the angled feature, the first tip being a closest portion of the inner reflector to the first ultraviolet lamp, and a second tip corresponding to a second portion of the angled feature, the second tip being a closest portion of the inner reflector to the second ultraviolet lamp, both of the first tip and the second tip extending along a direction transverse to the longitudinal axis. 前記角度付き特徴部の前記第1の先端部及び前記第2の先端部は、前記長手方向軸に実質的に垂直な方向に沿って延びる、請求項5に記載の装置。 The device of claim 5 , wherein the first tip and the second tip of the angled feature extend along a direction substantially perpendicular to the longitudinal axis. 前記光触媒酸化ユニットの前記フレームは、前記第1の紫外線ランプの外側に配置され、前記第1の紫外線ランプに向かって内側に延びる第1の外側リフレクタを含む、請求項1に記載の装置。 The apparatus of claim 1 , wherein the frame of the photocatalytic oxidation unit includes a first outer reflector disposed outside the first ultraviolet lamp and extending inwardly toward the first ultraviolet lamp. 前記第1の外側リフレクタは、前記長手方向軸に実質的に平行な方向に延びる先端部を含む、請求項7に記載の装置。 The apparatus of claim 7 , wherein the first outer reflector includes a tip that extends in a direction substantially parallel to the longitudinal axis. 前記光触媒酸化ユニットの前記フレームは、前記第2の紫外線ランプの外側に位置し、前記第2の紫外線ランプに向かって内側に延びる第2の外側リフレクタを更に含む、請求項8に記載の装置。 9. The apparatus of claim 8 , wherein the frame of the photocatalytic oxidation unit further includes a second outer reflector positioned outside the second ultraviolet lamp and extending inwardly toward the second ultraviolet lamp. 前記第2の外側リフレクタは、前記長手方向軸に実質的に平行な方向に延びる先端部を含む、請求項9に記載の装置。 The apparatus of claim 9 , wherein the second outer reflector includes a tip that extends in a direction substantially parallel to the longitudinal axis. 前記光触媒酸化ユニットは、前記長手方向軸が前記空気流路に対して実質的に垂直になるように配置される、請求項1に記載の装置。 The apparatus of claim 1, wherein the photocatalytic oxidation unit is positioned such that the longitudinal axis is substantially perpendicular to the air flow path. 前記ファンアセンブリは、遠心ファンを含む、請求項1に記載の装置。 The apparatus of claim 1, wherein the fan assembly includes a centrifugal fan. 前記遠心ファンの軸は、前記空気流路に実質的に垂直である、請求項12に記載の装置。 The apparatus of claim 12 , wherein the axis of the centrifugal fan is substantially perpendicular to the air flow path. 前記ファンアセンブリは、前記光触媒酸化ユニットの下流に配置される、請求項1に記載の装置。 The apparatus of claim 1, wherein the fan assembly is disposed downstream of the photocatalytic oxidation unit. 前記フレームは、フィルタを受け入れるためのサイズ及び形状に構成されたフィルタ区画を更に含む、請求項1に記載の装置。 The device of claim 1, wherein the frame further includes a filter compartment sized and shaped to receive a filter. 前記フィルタ区画は、前記空気入口と前記光触媒酸化ユニットとの間に配置される、請求項15に記載の装置。 16. The apparatus of claim 15 , wherein the filter section is disposed between the air inlet and the photocatalytic oxidation unit . 空気入口及び空気出口を有するフレームと、
空気を前記空気入口から入れ、前記フレームの内部区画内の空気流路を通って、前記空気出口から出すように移動させるように構成されたファンアセンブリと、
少なくとも部分的に前記空気流路内に、長手方向軸が前記空気流路に対して実質的に垂直になるように配置された光触媒酸化ユニットであって、前記空気流路に対して横方向である長手方向軸を有し、前記光触媒酸化ユニットは、
前記長手方向軸に沿って延びる少なくとも1つの光触媒セルパネル、
前記長手方向軸に沿って延び、前記少なくとも1つの光触媒セルパネルに向かって紫外線を放射するように構成された、第1の紫外線ランプ及び第2の紫外線ランプ
前記第1の紫外線ランプ及び前記第2の紫外線ランプの間に配置された内側リフレクタであって、前記内側リフレクタは、折り曲げられたすストリップ状の材料から形成されていて、前記長手方向軸と平行に延びるベース面と、前記第1の紫外線ランプに向かって第1の方向に前記ベース面から斜めに延びる第1の部分と前記第2の紫外線ランプに向かって反対の第2の方向に前記ベース面から斜めに延びる第2の部分とを有する角度付き特徴部と、を含む、内側リフレクタ、
前記第1の紫外線ランプの外側に配置され、前記第1の紫外線ランプに向かって内側に延びる第1の外側リフレクタであって、前記第1の外側リフレクタは、前記長手方向軸に実質的に平行な方向に延びる先端部を含む、第1の外側リフレクタ、及び、
前記第1の紫外線ランプ及び前記第2の紫外線ランプの両側に配置され、それぞれが前記長手方向軸に沿って延びる、第1及び第2の光触媒セルパネル、
を含む、光触媒酸化ユニットと、
を含
前記光触媒酸化ユニットはフレームを更に含み、
前記ベース面は、前記光触媒酸化ユニットの前記フレームの側壁に挿入されている、
空気浄化装置。
a frame having an air inlet and an air outlet;
a fan assembly configured to move air through the air inlet , through an air flow passage within an interior compartment of the frame, and out of the air outlet ;
a photocatalytic oxidation unit disposed at least partially within the air flow passage with a longitudinal axis substantially perpendicular to the air flow passage, the photocatalytic oxidation unit having a longitudinal axis that is transverse to the air flow passage, the photocatalytic oxidation unit comprising:
at least one photocatalytic cell panel extending along said longitudinal axis;
a first ultraviolet lamp and a second ultraviolet lamp extending along the longitudinal axis and configured to emit ultraviolet light toward the at least one photocatalytic cell panel;
an inner reflector disposed between the first and second ultraviolet lamps , the inner reflector being formed from a folded strip of material and including a base surface extending parallel to the longitudinal axis and an angled feature having a first portion extending obliquely from the base surface in a first direction toward the first ultraviolet lamp and a second portion extending obliquely from the base surface in an opposite second direction toward the second ultraviolet lamp;
a first outer reflector disposed outside the first ultraviolet lamp and extending inwardly toward the first ultraviolet lamp, the first outer reflector including a tip extending in a direction substantially parallel to the longitudinal axis; and
first and second photocatalytic cell panels disposed on either side of the first and second ultraviolet lamps , each extending along the longitudinal axis;
A photocatalytic oxidation unit comprising:
Including ,
The photocatalytic oxidation unit further includes a frame;
The base surface is inserted into the side wall of the frame of the photocatalytic oxidation unit;
Air purifier.
前記角度付き特徴部は、前記長手方向軸を横切る方向に沿って延びる1つ又は複数の先端部を有する、請求項17に記載の装置。 The device of claim 17 , wherein the angled feature has one or more tips extending along a direction transverse to the longitudinal axis.
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